Тхе Цуриосити Ровер током пет година колико је радио на површини Марса направио је невероватна открића. И током спровођења свог истраживања, ровер је такође нагомилао озбиљне километраже. Међутим, то је свакако било изненађење када су током рутинских прегледа 2013. године чланови научног тима Цуриосити приметили да су му точкови претргали пукотине (праћени паузама које су пријављене 2017.).
Гледајући у будућност, истраживачи из НАСА-иног истраживачког центра Гленн надају се да ће ровер нове генерације опремити новим точком. Заснована је на „пролећној гуми“ коју је НАСА развила са компанијом Гоодиеар још средином 2000-их. Међутим, уместо коришћења намотаних челичних жица утканих у мрежасти узорак (који је био део оригиналног дизајна), тим НАСА-иних научника створио је трајнију и флексибилнију верзију која би могла револуционирати истраживање свемира.
Кад се спусти право на њега, Месец, Марс и друга тела Сунчевог система имају оштре, кажњавајуће терене. У случају Месеца, главно питање је реголит (ака. Месечева прашина) који покрива већину његове површине. Ова ситна прашина је у основи назубљени парчићи месечеве стене који пустоши са моторима и деловима машине. На Марсу је ситуација нешто другачија, са реголитом и оштрим стијенама које покривају већи део терена.
У 2013. години, након само годину дана на површини, точкови ровера Цуриосити почели су да показују знакове истрошености због неочекивано преласка тешког терена. То је многе довело до забринутости да ровер можда неће моћи да испуни своју мисију. Такође је навела многе у НАСА-ином истраживачком центру Гленн да преиспитају дизајн на којем су радили скоро деценију пре, а који је био намењен поновним мисијама на Месец.
За НАСА Гленн, развој гума је фокус истраживања већ деценију. У том погледу, они се враћају традицији НАСА инжењера и научника, која је започета још у доба Аполона. У то време су и амерички и руски свемирски програми оцењивали више дизајна гума за коришћење на месечевој површини. Укупно су предложена три главна дизајна.
Прво сте имали точкове специјално дизајниране за Лунокход ровер, руско возило чије име буквално значи „Моон Валкер“. Дизајн точкова овог ровера састојао се од осам гума са чврстим обрубом и жичаним мрежама које су повезане осовинама са бициклистичким жбицама. Метални отвори су такође монтирани на спољној страни гуме како би се осигурала боља приањања лунарне прашине.
Затим је постојао НАСА-ин концепт за Модуларизовани транспортер опреме (МЕТ), који је развијен уз подршку компаније Гоодиеар. Ова неопремљена колица испоручила су се са две глатке гуме пуњене азотом како би се лакше повукло колица кроз лунарно тло и преко камења. А онда је уследио дизајн Лунарног ровинг возила (ЛРВ), које је било последње НАСА-ино возило које је посетило Месец.
Ово посадно возило, које су астронаути Аполона користили за вожњу по изазовној месечевој површини, ослањало се на четири велика флексибилна точка са жичаним мрежама са чврстим унутрашњим оквиром. Средином 2000-их, када је НАСА почела да планира монтирање нових мисија на Месец (и будуће мисије на Марс), почели су да преиспитују ЛРВ гуму и уграђују нове материјале и технологије у дизајн.
Плод овог обновљеног истраживања била је Пролећна гума, која је била рад инжењера машинских истраживања Виваке Аснани, који је блиско сарађивао са Гоодиеаром на њеном развоју. Дизајн је захтевао беззрачну, компатибилну гуму коју чине стотине намотаних челичних жица, које су потом уткане у флексибилну мрежу. То не само да је осигурало лагану тежину, већ је гумама омогућило и да подносе велика оптерећења у складу са тереном.
Да би видели како ће пролећна гума проћи на Марсу, инжењери у НАСА-ином истраживачком центру Гленн почели су их тестирати у лабораторији Слопе, где су их провели кроз препреке који су симулирали марсовско окружење. Иако су гуме опћенито добро функционирале у симулираном пијеску, оне су имале проблеме када се жичана мрежа деформисала након преласка преко назубљених стијена.
Да би се позабавили овим проблемом, Цолин Цреагер и Санто Падуа (НАСА инжењер и научник за материјале) разговарали су о могућим алтернативама. Временом су се сложили да челичне жице треба заменити никл-титаном, легуром меморије облика која може да задржи свој облик под тешким условима. Као што је Падова објаснио у НАСА Гленн видео сегменту, инспирација за употребу ове легуре била је веома необична:
„Случајно сам био тамо у згради, где је лабораторија Слопе. И био сам овде на другачијем састанку због посла који обављам у облику легура меморије и случајно сам налетео на Цолина у ходнику. А ја сам био попут "шта радиш назад и зашто ниси завршио у лабораторији за ударе?" - јер сам га познавао као студента. Рекао је: "добро, завршио сам факултет и неко време радим овде пуно радно време ... радим у нагибу."
Упркос раду у ЈПЛ-у десет година, Падова раније није видео лабораторију Слопе и прихватио је позив да види о чему раде. Након уласка у лабораторију и погледавања пролећних гума које су тестирали, Падова их је питала да ли имају проблема са деформацијом. Кад је Цреагер признао да јесу, Падова је предложио решење које се управо десило као његово поље експертизе.
"Никада раније нисам чуо за легуре облика меморијске форме, али знао сам да је [Падова] инжењер науке о материјалима", рекао је Цреагер. „И тако, од тада сарађујемо на тим гумама користећи његову експертизу о материјалима, посебно у легама меморије облика, да бисмо смислили ову нову гуму за коју мислимо да ће заиста променити планетарне ровер гуме и потенцијално чак и гуме за Земљу такође. . "
Кључ за обликовање легура меморије је њихова атомска структура, која је састављена тако да се материјал „сећа“ свог оригиналног облика и може да се врати у њега након што је подвргнут деформацији и напрезању. Након што су изградили гуму од легуре легуре облика, Гленнови инжењери су је послали у Лабораторију за млазни погон, где је тестирана у Марсу за испитивање живота.
Све у свему, гуме не само да су се изврсно понашале у симулираном марсовском песку, већ су могле и без потешкоћа издржати кажњавање стеновитог изданка. Чак и након што су се гуме деформисале све до својих осовина, могли су да задрже свој оригинални облик. Они су такође успели да то ураде, носећи значајан корисни терет, што је још један предуслов при развоју гума за истраживачка возила и ровере.
Приоритети Марс пролећне гуме (МСТ) су да пруже већу издржљивост, бољу вучу меког песка и лакшу тежину. Као што НАСА каже на веб локацији МСТ (део веб локације Гленн Ресеарцх Центер), три су главне предности за развој пнеуматика са високим перформансама као што је Спринг Вхеел:
„Прво, омогућили би роверима да истражују веће површине површине него што је то тренутно могуће. Друго, с обзиром на то да се уклапају у терен и да не потону толико као крути точкови, могу да носе веће оптерећење за исту задату масу и запремину. И на крају, пошто компатибилне гуме могу да апсорбују енергију од удара при умереним до великим брзинама, оне се могу користити на возилима која се баве истраживањем и за која се очекује да се крећу брзинама знатно већим од садашњих Марс ровера. "
Прва расположива прилика за тестирање ових гума је само неколико година, када је НАСА наступила Марс 2020 Ровер биће послат на површину Црвене планете. Једном тамо, ровер ће се покупити тамо где су Цуриосити и остали ровери одустали, тражећи знакове живота у оштром окружењу Марса. Ровер је такођер задужен за припрему узорака који ће се на крају вратити на Земљу мисијом посада, која се очекује да ће се догодити негдје 2030-их.
